膜结构设计的相关介绍

膜结构的设计是整个膜结构工程中很重要的一个环节，包括膜材选择、荷载确定、膜面计算、支撑体系的计算和裁剪设计等。下面来具体的介绍下。

1、膜材选择

建筑领域所用的膜材有织物类膜材与非织物类两大类，前者常用的有PVC涂层覆盖聚酯纤维织物（PVC膜，规程P类）、PTFE涂层覆盖玻璃纤维织物（PTFE膜，规程 G 类），后者中最具代表性的是乙烯 - 四氯乙烯共聚物（ETFE膜，规程E类）。

2、荷载分析与作用

膜结构荷载效应分析，是在初始形态确定后的几何形态和初始张力的基础上，考虑各种可能的荷载组合对膜结构进行计算分析。

荷载主要是恒载、活载、风荷载，作用主要是温度作用。

恒载：恒载主要是包括膜材及其支撑结构的自重，活载一般考虑的下雨或者降雪导致的积水积雪的荷载，一般都计0.3kN/m2。

风荷载：膜结构的轻柔必然导致其对风荷载敏感，抗风设计是膜结构设计的关键，特别是沿海强台风地区。规程给出了风荷载体型系数和风振系数，对骨架支承式建议取 1.2 ～ 1.5。对特别复杂外形建议通过风洞试验方式确定风荷载。

3. 计算分析

膜结构计算一般是支承结构和膜面一起整体计算分析，也有先单独计算膜面，再提出反力验算支承结构的算法。膜结构的验算包括膜面和支承结构的验算，验算一般包含变形和应力的验算。膜面验算的具体内容：在恒活荷载效应组合下，验算膜面应力不超 20Mpa，膜面不得出现松弛。在风荷载效应组合下，各膜单元内膜面相对法向位移不大于单元名义尺寸的 1/15，膜面由于松弛而引起的褶皱面积不大于膜面面积的 10%，应力不超过 36Mpa。膜面的荷载态积水分析，在积水工况下，膜面不能出现闭合的等高线，有条件的可通过现场的淋水试验来验证是否会出现积水。

4、裁剪设计

膜结构验算完成后，结构设计内容完成。膜面下料前还有一个裁剪设计，即将由形态找寻得到并经荷载分析验算的空间曲面，转换成无应力的平面下料图，相当钢结构设计中的深化设计（下料图），以用于膜结构裁剪下料。裁剪设计由膜材厂家深化完成，目前常用的裁剪设计方法有测地线裁剪法、平面相交裁剪法、动态规划法、力密度法。完成裁剪设计后，可将裁剪图纸交付工厂加工生产并用于现场施工。

膜结构的设计上面讲述了原理基础，先寻找形态，并在形态确定后选定膜材、确定荷载、进行计算分析方法，从而分析验算计算结果。然后是抹面得裁剪下料设计。只有这样设计出来的膜结构车棚、膜结构看台、膜结构景观、膜结构污水池等膜结构建筑才能有安全保障。